(57)【要約】【課題】  ２つの結像用のレンズを有するものであっても、撮像素子の厚さ方向にコンパクトに構成され、いずれのレンズで結像させても鮮明な画像を得ることができ、モジュール外に反射板等を設ける必要がないようにする。【解決手段】  チップ状に形成され一面が受光面２０６ａをなし他面が基板２２０に接続される撮像素子２０６と、撮像素子２０６の受光面２０６ａに臨むよう配され受光面２０６ａに被写体像を結像させるための第１レンズ２０４と、第１レンズ２０４と光の入射経路が異なるよう配され撮像素子２０６の受光面２０６ａに被写体像を結像させるための第２レンズ２０２と、第１レンズ２０４の入射経路上に位置し第２レンズ２０２から入射した光を撮像素子２０６へ向けて反射させる反射板２０８と、を備え、反射板２０８は第１レンズ２０４の入射経路から退去自在に構成される。【選択図】  図３
2007025312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ状に形成され、一面が受光面をなし他面が基板に接続される撮像素子と、
前記撮像素子の前記受光面に臨むよう配され、該受光面に被写体像を結像させるための第１レンズと、
前記第１レンズと光の入射経路が異なるよう配され、前記撮像素子の受光面に被写体像を結像させるための第２レンズと、
前記第１レンズの入射経路上に位置し、前記第２レンズから入射した光を前記撮像素子へ向けて反射させる反射板と、を備え、
前記反射板は前記第１レンズの入射経路から退去自在に構成され、
前記反射板が前記第１レンズの入射経路上に位置する状態で前記第２レンズを用いた結像が行われ、前記反射板が前記第１レンズの入射経路から退去した状態で前記第１レンズを用いた結像が行われることを特徴とする撮像モジュール。
【請求項２】
前記第１レンズ及び前記第２レンズが固定される開口を有し、前記撮像素子及び前記反射板が内部に配されるハウジングと、
前記反射板が前記第１レンズの入射経路上に位置するときに前記第２レンズから前記ハウジング内への入射光を遮蔽する遮光板と、を具備し、
前記反射板は、前記第１レンズの入射経路上に位置するときに、前記第１レンズから前記ハウジング内への入射光を遮蔽するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項３】
前記第１レンズ及び前記第２レンズは入射経路が反対向きであり、
前記第２レンズから入射した光を、前記反射板へ向けて反射させる補助反射版を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像モジュールと、
前記撮像モジュールが内部に配され、前記第１レンズに対応して形成された第１開口部と前記第２レンズに対応した形成された第２開口部とを有する筐体と、を備えたことを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに光の入射経路が異なる２つのレンズを有する撮像モジュール及びこれを備えた携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話機においては、正面用と背面用の２つのカメラを実装することが多いが、携帯電話機の小型化が進むにつれて、２つのカメラを実装させるための実装スペースを確保することが困難となっている。実装スペースの確保が困難な要因として、２つのカメラを制御する必要があることから、カメラ用の配線、部品等をカメラ毎に設けなければならないことがあげられる。また、２つのカメラごとに撮像素子やＤＳＰ等が必要となるため、コストが増加するという問題点もある。
【０００３】
この問題点を解決すべく、１つの撮像素子で正面側と背面側の撮影を行うようにした撮像モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この撮像モジュールによれば、正面側と背面側にそれぞれレンズを光軸が一致するよう配し、各レンズの入射経路上に反射板を回動自在に設け、反射板の向きにより各レンズの一方の光を択一的に撮像素子へ反射させるよう構成されている。チップ状の撮像素子は、正面側のレンズの入射経路及び背面側のレンズの入射経路に対して平行となるように配され、反射板から入射する光に対して垂直となるよう配置される。すなわち、筐体の厚さ方向へ延びるように配され、撮像素子と筐体の厚さ方向が一致しなくなっている。
【０００４】
また、特許文献１には、撮像素子と筐体の厚さ方向が一致する撮像モジュールも開示されている。この撮像モジュールは、一方のレンズの光を透過させ、全反射板で一旦反射された他方のレンズの光をさらに撮像素子側へ反射させるハーフミラーを備えている。
【０００５】
さらに、撮像モジュールは結像レンズと撮像素子が一対一で対応するものとし、筐体側に反射機構を設けて正面側と背面側の撮像を可能としたものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２６０４１３号公報
【特許文献２】特開２００５−１７５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の反射板が回動する撮像モジュールは、携帯電話機のような薄型の筐体に搭載する場合に、撮像素子を筐体の厚さ方向へ延びるような向きで配置せざるを得ない。これにより、筐体内部が厚さ方向にスペースが限られているにもかかわらず、撮像素子がその搭載位置で筐体内のスペースを厚さ方向に占有してしまい、設計自由度が低下するという問題点があった。また、筐体内では正面及び背面と平行に基板が配置されていることが多く、撮像素子が筐体内で厚さ方向に延びていると、レイアウト的にも不利となる。
【０００７】
また、特許文献１に記載されたハーフミラーを用いた撮像モジュールは、一方の撮像状態でハーフミラーを透過させて結像させるため、ハーフミラー透過時にレンズから入射して光が減衰してしまい、鮮明な画像を得ることができないという問題点がある。
【０００８】
さらに、特許文献２に記載された携帯電話機は、モジュール外の筐体側に移動機構を有する反射板を設けることから、筐体が大型化して重量及びコストが嵩むとともに、筐体の小型化に対応することが困難である。
【０００９】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、２つの結像用のレンズを有するものであっても、撮像素子の厚さ方向にコンパクトに構成され、いずれのレンズで結像させても鮮明な画像を得ることができ、モジュール外に反射板等を設ける必要のない撮像モジュール及びこれを備えた携帯用電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題を解決する本発明では、チップ状に形成され、一面が受光面をなし他面が基板に接続される撮像素子と、前記撮像素子の前記受光面に臨むよう配され、該受光面に被写体像を結像させるための第１レンズと、前記第１レンズと光の入射経路が異なるよう配され、前記撮像素子の受光面に被写体像を結像させるための第２レンズと、前記第１レンズの入射経路上に位置し、前記第２レンズから入射した光を前記撮像素子へ向けて反射させる反射板と、を備え、前記反射板は前記第１レンズの入射経路から退去自在に構成され、前記反射板が前記第１レンズの入射経路上に位置する状態で前記第２レンズを用いた結像が行われ、前記反射板が前記第１レンズの入射経路から退去した状態で前記第１レンズを用いた結像が行われることを特徴とする撮像モジュールが提供される。
【００１１】
本発明の撮像モジュールによれば、撮像素子の受光面に臨むよう第１レンズが配されていることから、反射板が退去した状態では第１レンズからの入射光は直接的に受光面で結像される。これにより、第１レンズの入射経路と受光面とを略垂直とすることができ、撮像素子を第１レンズの入射経路に対して略垂直に配することができる。この結果、各結像レンズから入射した光を両方とも反射させる従来のものに比べて、モジュール全体を撮像素子の厚さ方向に小さく構成することができる。
【００１２】
また、反射板を第１レンズの入射経路に位置させることにより、第２レンズからの入射光は反射板を介して受光面で結像される。このとき、一方のレンズを用いた結像時にハーフミラー等を用いる従来のもののように、撮像素子に到達するまでに入射光が減衰されるようなことはなく、いずれのレンズで結像させても鮮明な画像を得ることができる。また、１つの撮像素子で２つのレンズを用いて異なる方向に位置する被写体の撮像が可能となることから、撮像素子に加えてＤＳＰのような周辺機器の共用化を図ることができ、大幅にコストを低減することができる。
【００１３】
さらに、モジュール内に反射板を備えているので、モジュール外に反射板を設けたもののように、モジュールが取り付けられる携帯端末等の構造体が大型化するようなこともない。
【００１４】
以上、本発明の構成について説明したが、本発明は、これに限られず様々な態様を含む。たとえば、本発明によれば、上記撮像モジュールと、前記撮像モジュールが内部に配され、前記第１レンズに対応して形成された第１開口部と前記第２レンズに対応した形成された第２開口部とを有する筐体と、を備えたことを特徴とする携帯端末が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明よれば、２つの結像用のレンズを有するものであっても、モジュール外に反射板等を設ける必要がなく、撮像素子の厚さ方向にコンパクトに構成され、いずれのレンズで結像させても鮮明な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１から図４は本発明の一実施形態を示すものであって、図１は携帯電話機の概略外観斜視図、図２は撮像モジュールの取付状態を示す携帯電話機の一部断面説明図、図３は内部構造を示し第２レンズにより結像を行う状態の撮像モジュールの断面説明図、図４は内部構造を示し第１レンズにより結像を行う状態の撮像モジュールの断面説明図である。
尚、図２から図４は、図１のＡ−Ａ断面に関する。ここで、図１のＡ−Ａ断面は、左右方向に離隔した各レンズがともに断面で示されるように、図中左側と右側で切り口の左右位置が異なるよう設定されている（図１参照）。
【００１８】
図１に示すように、携帯端末としての携帯電話機１００は、折り畳み自在に結合された第１筐体１０２及び第２筐体１０４を有する。また、携帯電話機１００は、後述する撮像モジュール２００を有する。第１筐体１０２及び第２筐体１０４は、それぞれ正面視で略長方形を呈し薄型に形成される。図１に示すように、第１筐体１０２には操作キー１０６が配され、第２筐体１０４には表示面１０８が形成される。操作キー１０６及び表示面１０８は、各筐体１０２，１０４を展開した状態で使用可能となる。
【００１９】
また、図２に示すように、第２筐体１０４の内部には、第２レンズとしての正面撮像レンズ２０２と第１レンズとしての背面撮像レンズ２０４を備えた撮像モジュール２００が配されている。第２筐体１０４は、正面撮像レンズ２０２に対応して第２筐体１０４の正面１０４ａに形成された第１開口部としての正面開口部１１０と、背面撮像レンズ２０４に対応した第２筐体１０４の背面１０４ｂに形成された第２開口部としての背面開口部１１２と、を有する。図１に示すように、正面開口部１１０は、各筐体１０２，１０４を展開すると出現する。正面撮像レンズ２０２は携帯電話機１００の使用者が主に自己を撮影するときに用いられ、背面撮像レンズ２０４は携帯電話機１００の使用者が主に自己以外を撮影するときに用いられる。
【００２０】
図２に示すように、第２筐体１０４の内部には、正面１０４ａ及び背面１０４ｂと略平行に延びるメイン基板１１４が配される。このメイン基板１１４に前述の撮像モジュール２００が搭載される。
【００２１】
図３に示すように、撮像モジュール２００は、チップ状に形成され一面が受光面２０６ａをなし他面がサブ基板２２０に接続される撮像素子２０６と、受光面に被写体像を結像させるための正面撮像レンズ２０２及び背面撮像レンズ２０４と、を備えている。正面撮像レンズ２０２は撮像素子２０６の受光面２０６ａに臨むよう配され、背面撮像レンズ２０４は正面撮像レンズ２０２と光の入射経路が異なるよう配される。
【００２２】
また、図３に示すように、撮像モジュール２００は、正面撮像レンズ２０２の入射経路上に位置し、背面撮像レンズ２０４から入射した光を撮像素子２０６へ向けて反射させる反射板２０８を備えている。反射板２０８は、正面撮像レンズ２０２の入射経路から退去自在に構成されており、図示しないモータ等により駆動される。図３に示すように反射板２０８が正面撮像レンズ２０２の入射経路上に位置する状態で背面撮像レンズ２０４を用いた結像が行われ、図４に示すように反射板２０８が正面撮像レンズ２０２の入射経路から退去した状態で正面撮像レンズ２０２を用いた結像が行われる。
【００２３】
ここで、図３に示すように、背面撮像レンズ２０４及び正面撮像レンズ２０２は入射経路が反対向きであり、正面撮像レンズ２０２から入射した光を、反射板２０８へ向けて反射させる補助反射板２１０が備えられている。すなわち、図３に示すように、背面側から入射した光を、補助反射板２１０を用いて一旦撮像素子２０６の受光面２０６ａと平行な向きに反射し、この光をさらに反射板２０８を用いて撮像素子２０６へ反射させることとなる。尚、図３では同一断面で図示しているが、図中左側と右側では離隔した位置で断面の切り口が設定されており、実際には図１に示すように背面撮像レンズ２０４及び正面撮像レンズ２０２は左右に離隔している。
【００２４】
また、撮像モジュール２００は、正面撮像レンズ２０２及び背面撮像レンズ２０４が固定される開口２１２，２１４を有し、撮像素子２０６及び反射板２０８が内部に配されるハウジング２１６を具備している。さらに、撮像モジュール２００は、反射板２０８が正面撮像レンズ２０２の入射経路上に位置するときに背面撮像レンズ２０４からハウジング２１６内への入射光を遮蔽する遮光板２１８を具備している。遮光板２１８も、反射板２０８と同様に図示しないモータ等により駆動される。
【００２５】
ここで、図３に示すように、反射板２０８は、正面撮像レンズ２０２の入射経路上に位置するときに、正面撮像レンズ２０４からハウジング２１６内への入射光を遮蔽するよう構成される。そして、モータ等の駆動により、図４に示すように、ハウジング２１６内を後方へ移動して正面撮像レンズ２０２の入射経路から退去する。尚、図４においては反射板２０８と補助反射板２１０が側面視で重なっているが、前述のように反射板２０８及び補助反射板２１０は、左右方向に離隔していることから反射板２０８が後方へ移動したとしても互いに干渉するようなことはない。
【００２６】
ここで、撮像素子２０６は、例えば、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等であり、サブ基板２２０における撮像素子２０６と反対側にはＤＳＰ２２２が搭載されている。また、撮像素子２０６の上方には、赤外光遮光用フィルタ２２４が配置されている。
【００２７】
以上のように構成された撮像モジュール２００では、使用者により正面側のカメラと背面側のカメラのいずれかを選択できるよう構成され、反射板２０８及び遮光板２１８は図示しない制御部により、カメラ選択に応じて適切な位置へ移動制御される。すなわち、使用者による操作キー１０６等から入力があり、正面側のカメラが選択された場合には、反射板２０８が背面撮像レンズ２０４の入射経路上に位置する状態で正面撮像レンズ２０２を用いた結像が行われる。また、背面側のカメラが選択された場合には、反射板２０８が背面撮像レンズ２０４の入射経路から退去した状態で背面撮像レンズ２０４を用いた結像が行われる。
【００２８】
このように、本実施形態の撮像モジュール２００によれば、撮像素子２０６の受光面２０６ａに臨むよう背面撮像レンズ２０４が配されていることから、図４に示すように反射板２０８が退去した状態では背面撮像レンズ２０４からの入射光は直接的に受光面２０６ａで結像される。これにより、背面撮像レンズ２０４の入射経路と受光面２０６ａとを略垂直とすることができ、撮像素子２０６を第１レンズの入射経路に対して略垂直に配することができる。この結果、各結像レンズから入射した光を両方とも反射させる従来のものに比べて、モジュール全体を撮像素子２０６の厚さ方向に小さく構成することができる。
【００２９】
また、反射板２０８を背面撮像レンズ２０４の入射経路に位置させることにより、正面撮像レンズ２０２からの入射光は反射板２０８を介して受光面２０６ａで結像される。このとき、一方のレンズを用いた結像時にハーフミラー等を用いる従来のもののように、撮像素子２０６に到達するまでに入射光が減衰されるようなことはなく、いずれのレンズで結像させても鮮明な画像を得ることができる。また、１つの撮像素子２０６で２つのレンズ２０２，２０４を用いて異なる方向に位置する被写体の撮像が可能となることから、撮像素子２０６に加えてＤＳＰ２２２、赤外光遮光用フィルタ２２４等の周辺機器の共用化を図ることができ、大幅にコストを低減することができる。
【００３０】
また、反射板２０８が、背面撮像レンズ２０４の入射経路上に位置するときに、背面撮像レンズ２０４からハウジング２１６内への入射光を遮蔽するようにしたので、背面撮像レンズ２０４の遮光板を別途設ける必要がなく、部品点数を低減して製造コストの低減を図るとともに、ハウジング２１６の小型化を図ることができる。
【００３１】
また、本実施形態の携帯電話機１００では、撮像モジュール２００内に反射板２０８を備えているので、撮像モジュール２００外に反射板を設けたもののように、撮像モジュール２００が取り付けられる第２筐体１０４が大型化するようなこともない。
【００３２】
尚、前記実施形態においては、携帯端末として携帯電話機１００を例示したが、ＰＤＡ、ノート型パソコン等のような他の携帯端末であっても前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３３】
また、前記実施形態においては、背面撮像レンズ２０４及び正面撮像レンズ２０２は入射経路が反対向きであるものを示したが、例えば図５に示すように、各レンズ３０２，３０４の入射経路が略直交するものであってもよい。図５には、補助反射板２１０を備えず、側方のレンズ３０４から反射板２０８へ直接的に入射するものを示している。
【００３４】
また、反射板２０８及び遮光板２１８の駆動方式、駆動タイミング等は、携帯電話機１００の仕様等に応じて任意に設定することができるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態を示す携帯電話機の概略外観斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面に関し、内部構造を示し第２レンズにより結像を行う状態の撮像モジュールの断面説明図である。
【図４】図１のＡ−Ａ断面に関し、内部構造を示し第１レンズにより結像を行う状態の撮像モジュールの断面説明図である。
【図５】変形例を示す撮像モジュールの断面説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００    携帯電話機
１０２    第１筐体
１０４    第２筐体
１０４ａ    正面
１０４ｂ    背面
１０６    操作キー
１０８    表示面
１１０    正面開口部
１１２    背面開口部
１１４    メイン基板
２００    撮像モジュール
２０２    正面撮像レンズ
２０４    背面撮像レンズ
２０６    撮像素子
２０６ａ    受光面
２０８    反射板
２１０    補助反射板
２１２    開口
２１４    開口
２１６    ハウジング
２１８    遮光板
２２０    サブ基板
２２４    赤外光遮光用フィルタ
３０２    レンズ
３０４    レンズ
【図１】
2007025312.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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